Нейропептиды II: потенциал и клиника

Aintelligence

Контентолог
Команда форума
ЯuToR Science
Подтвержденный
Cinematic
Сообщения
7.805
Реакции
10.690
Эта часть продолжает общую линию: от эволюции нейропептидов и их роли в древних сигнальных системах к тому, как именно они сегодня регулируют мозг, стресс, когнитивные функции, метаболизм и боль. Если классические медиаторы работают быстро и точечно, то нейропептиды создают фоновые режимы работы нейронных сетей, влияя на поведение и психическое состояние на часы, дни и, возможно, годы.

Нейропептиды и классические нейротрансмиттеры: разные уровни одной системы
Классические нейротрансмиттеры (глутамат, ГАМК, ацетилхолин, серотонин, дофамин, норадреналин, адреналин) действуют быстро и локально. Они высвобождаются в синаптическую щель, связываются с узким набором рецепторов и за доли секунды меняют вероятность спайка постсинаптического нейрона. После этого насосы обратного захвата и ферменты разрушения быстро очищают синапс. Нейропептиды устроены иначе. Они синтезируются как крупные белки-предшественники, проходят посттрансляционный процессинг и упаковываются в везикулы с плотным ядром. Для их высвобождения обычно требуется более сильная и длительная активация нейрона. Высвободившись, пептиды не ограничены несколькими нанометрами синаптической щели: они могут распространяться на десятки и сотни микрон, воздействуя на широкий круг мишеней. Механизма обратного захвата нет, поэтому их действие длится дольше, а удаление происходит в основном за счёт диффузии и протеаз. Один и тот же нейрон часто использует и быстрый медиатор, и один или несколько нейропептидов. Норадренергические нейроны могут совместно высвобождать норадреналин и галанин или NPY, ГАМКергические нейроны в разных зонах мозга нередко используют соматостатин, холецистокинин, NPY. Дофаминергические клетки могут дополнительно отправлять нейротензин или CCK, серотонинергические - субстанцию P или энкефалины. Таким образом, быстрый медиатор кодирует факт сигнала, а пептид - контекст и «режим» сети, в котором этот сигнал будет обрабатываться.

Организационные и активационные эффекты
Действие нейропептидов условно делят на два крупных класса. Организационные эффекты проявляются во время развития мозга. Пренатальное действие стероидов и пептидов, в том числе вазопрессина и окситоцина, влияет на размеры отдельных ядер, плотность связей, чувствительность к будущему стрессу и социальным стимулам. Структурные изменения, произошедшие в этот период, уже не исчезают: пептиды здесь не столько «модулируют», сколько участвуют в построении самой архитектуры сети. Активационные эффекты относятся к зрелому мозгу. Пептиды, высвобождаясь вместе с классическими медиаторами, меняют порог возбудимости нейронов, чувствительность к другим веществам, состав экспрессируемых рецепторов, а иногда и транскрипционные программы. В отличие от быстрых колебаний концентраций дофамина или серотонина, действие пептида может длиться минуты и часы, задавая устойчивые режимы работы.

Связь с осью стресс ответа и нейротрофинами
Большая часть данных о нейропептидах в клинике связана со стрессом. Острое или хроническое стрессовое воздействие активирует систему кортикотропин рилизинг фактора (CRF) и связанных с ним пептидов, усиливает активность гипоталамо гипофизарно надпочечниковой оси, повышает уровень кортизола и меняет реактивность миндалины и гиппокампа. На этом фоне изменения в системах NPY, вазопрессина, окситоцина, NPS и других пептидов определяют, насколько быстро и в какую сторону сдвинется поведение. Отдельные работы показывают, что при депрессии, тревожных расстройствах и ПТСР у части пациентов отмечают сочетание гиперреактивности CRF систем и дисбаланс «защитных» пептидов вроде NPY. В модели это выглядит так: стресс усиливает CRF и кортизол, параллельно снижая базовый уровень пептидов, которые в норме смягчают ответ. Тогда одна и та же нагрузка, которая у устойчивого человека приводит к временным симптомам, у уязвимого превращается в хроническое состояние.

NPY, BDNF и поведение в условиях стресса
Эксперименты на животных, селективно выведенных линиях крыс с высокой и низкой тревожностью, показали, что NPY и BDNF могут выполнять защитную функцию. У животных с устойчивым поведением уровни NPY и BDNF в гиппокампе и миндалине выше, чем у животных с выраженной тревогой и нарушенным поведением. Дополнительное введение NPY частично нормализовало поведение и некоторые маркеры пластичности. Прямых данных для человека пока мало, но сама логика понятна: нейропептиды не только участвуют в запуске стресс ответа, но и задают предел его разрушительности. Если уровень «защитных» пептидов хронически снижен, система легче срывается в патологический круг.

Нейропептид S: тревога, страх и угасание
Нейропептид S (NPS) синтезируется в сравнительно небольших группах нейронов ствола мозга, но проецируется в области, критичные для эмоций и памяти страха: миндалину, префронтальную кору, гиппокамп. На животных моделях введение NPS снижает тревожность, ускоряет угасание условного страха и улучшает запоминание контекста. В нейрофизиологических экспериментах показано, что NPS через свои рецепторы NPSR1 усиливает глутаматергическую передачу на определённые ГАМКергические нейроны в миндалине и тем самым способствует более быстрому угасанию патологически закреплённых страховых реакций. Генетические данные для человека добавляют к этому слою ещё один: полиморфизмы гена NPSR1 связаны с различиями в уровне тревожности и скорости угасания страха. Это делает систему NPS/NPSR1 перспективной мишенью для новых тимолептических и анксиолитических подходов, но пока речь идёт о фундаментальных исследованиях, а не готовых лекарствах.

Нейропептиды и психические расстройства
Вовлечённость нейропептидов в психопатологию многослойна. На клеточном уровне пептиды могут:
  • прямо участвовать в формировании патологического состояния (например, избыточная активность CRF в стрессовой оси или гиперреактивность вазопрессиновых систем при агрессии);
  • опосредованно менять работу классических медиаторов (NPS, NPY, окситоцин, AVP и другие пептиды, влияющие на высвобождение глутамата, ГАМК, моноаминов).
Клинические исследования указывают на участие нейропептидов в депрессии, тревожных расстройствах, ПТСР, шизофрении, обсессивно компульсивном расстройстве. Очень часто речь идёт не только о средних групповых различиях, но и об индивидуальной уязвимости: два пациента с одинаковым диагнозом могут иметь принципиально разные пептидергические профили. Из за этого простая схема лечения по принципу «одна молекула - один диагноз» для нейропептидов практически не работает. Перспективнее выглядят подходы, где нейропептидергические препараты будут назначаться не по диагнозу, а по набору биомаркеров и генетических особенностей.

Нейропептиды как индикатор стресса и тревожности
Поскольку нейропептиды чувствительны к хроническим нагрузкам, возникла идея использовать их как биомаркеры стресса и тревожных состояний. Повышенные уровни CRF, изменения в концентрациях NPY, NPS, AVP, окситоцина и других пептидов могут отражать не только текущее состояние, но и накопленный опыт, стиль реагирования. Проблема в том, что уровни этих молекул зависят от множества факторов: времени суток, недавнего сна, питания, сопутствующих заболеваний, генетики. Поэтому отдельный анализ, вырванный из контекста, мало что говорит. Более реалистичным выглядит подход, где пептиды рассматриваются не в одиночку, а в составе панели: вместе с кортизолом, маркёрами воспаления, BDNF и данными нейровизуализации.

GLP 1 и ожирение: от поджелудочной железы к миндалине
Глюкагоноподобный пептид 1 (GLP 1) изначально рассматривали как гормон, влияющий на поджелудочную железу: он усиливает секрецию инсулина, снижает глюкагон, замедляет опорожнение желудка. На этой основе появились агонисты рецептора GLP 1 (GLP 1R) для лечения диабета 2 типа. Затем стало очевидно, что у этих препаратов есть мощный побочный эффект снижение аппетита и массы тела, и они вошли в терапию ожирения. Дальнейшие исследования показали, что рецепторы GLP 1R присутствуют не только на периферии, но и в мозге: в гипоталамусе, стволе, а также в лимбических структурах, включая миндалину, боковую перегородку и ядро ложа конечной полоски. При введении агонистов GLP 1R непосредственно в мозг у животных наблюдается выраженная гипофагия. Это говорит о том, что анорексигенный эффект хотя бы частично опосредован центральными механизмами. Сейчас обсуждается гипотеза, что агонисты GLP 1R меняют не только сигналы насыщения, но и мотивационную ценность пищи, работу систем удовольствия и тревоги вокруг еды. Это объясняет, почему одни пациенты описывают эффект как «я просто меньше хочу есть», а другие говорят о глубоком изменении отношения к еде.

Пептиды и когнитивные функции: эксперименты с амилоидом
Отдельное направление связано с короткими пептидами, способными вмешиваться в сборку амилоидных белков. In silico и in vitro исследования показывают, что определённые последовательности могут препятствовать формированию бета листов и фибрилл амилоид бета, изменяя траекторию агрегации. Пока это фундаментальная фармакология, далёкая от клиники, но она демонстрирует принципиальную возможность: пептиды могут не только модулировать передачу сигналов, но и вмешиваться в патологическую белковую сборку, лежащую в основе нейродегенерации.

CGRP и мигрень: когда сенсибилизация переходит в боль
Один из самых ярких примеров перехода от базового знания о нейропептидах к реальной клинике - кальцитонин ген связанный пептид (CGRP) при мигрени. Тригеминоваскулярная система иннервирует сосуды твёрдой мозговой оболочки и крупные синусы. При мигрени активируются афференты тройничного нерва, высвобождают CGRP, который вызывает вазодилатацию, нейрогенное воспаление и сенсибилизацию периферических окончаний. Повышенные уровни CGRP находят в крови и ликворе у части пациентов во время приступов и между ними. В центральной нервной системе CGRP усиливает глутаматергическую передачу и способствует формированию центральной сенсибилизации: нейроны задних рогов и ядра тройничного нерва начинают реагировать на более слабые стимулы, а «фоновые» сигналы интерпретируются как боль. Создание моноклональных антител к CGRP и его рецептору стало прорывом: впервые профилактика мигрени строится не на неспецифическом повышении порога возбудимости (как в случае антиконвульсантов или бета блокаторов), а на таргетном вмешательстве в конкретный пептидергический путь. У части пациентов частота приступов снижается вдвое и более, уменьшается потребность в купирующих препаратах и улучшается качество жизни.

Почему клинические нейропептидергические препараты продвигаются так медленно
На фоне богатства физиологии может показаться странным, что препаратов, нацеленных на нейропептиды, пока мало. Здесь складывается несколько причин.
Во первых, модели животных плохо воспроизводят сложные человеческие синдромы. Тревогу, депрессию или ПТСР у человека нельзя свести к нескольким поведенческим тестам и одному типу стресса. То, что работает на грызунах, часто оказывается слишком грубым для человеческой клиники.
Во вторых, пептидергические механизмы могут быть значимы только у подгруппы пациентов. Если смешать их с остальными в одной большой выборке, потенциал препарата растворится в среднем эффекте. Без генетической и биохимической стратификации мы неизбежно недооцениваем влияние.
В третьих, сами пептиды и их аналоги имеют сложную фармакокинетику: проникновение через гематоэнцефалический барьер, устойчивость к ферментам, избирательность к разным подтипам рецепторов. Это требует более тонкой химии и дизайна молекул, чем в классической моноаминной фармакологии.
Перспективным выглядит сценарий, при котором нейропептидергические препараты будут комбинироваться с генетическим тестированием и панелью биомаркеров. Тогда терапия будет нацелена не на «депрессию вообще», а на конкретный вариант: например, депрессивное расстройство с выраженной гиперреактивностью CRF оси и снижением NPY.

Нейропептиды - это не «медленные украшения» рядом с классическими медиаторами, а отдельный уровень регуляции, который:
  • задаёт фоновые режимы работы нейронных сетей;
  • участвует в формировании стрессоустойчивости и уязвимости;
  • связывает эмоции, память, питание, иммунитет и боль в единую систему;
  • уже дал первые таргетные препараты (например, CGRP антагонисты при мигрени, агонисты GLP 1R при ожирении и диабете) и, вероятно, будет источником новых подходов в психиатрии и неврологии.
Пока клиническая фармакология нейропептидов отстаёт от фундаментальной науки, но в областях, где удалось точно поймать патологическое звено (как в случае мигрени и CGRP), это отставание уже начинает сокращаться.
Russo A.F. Overview of neuropeptides: awakening the senses? BioEssays, 2017.
van den Pol A.N. Neuropeptide transmission in brain circuits. Neuron, 2012.
Hevesi Z. et al. Neuropeptides as key modulators of adult brain circuits. BioEssays.
Pert C.B. The Wisdom of the Receptors: Neuropeptides, the Emotions, and Bodymind.
Jüngling K. et al. Neuropeptide S mediated control of fear expression and extinction. Neuron, 2008.
Tobinski A.M. et al. Role of the Neuropeptide S System in Emotionality, Stress and Addiction. Pharmaceuticals, 2021.
Slattery D.A. et al. Selective breeding for high anxiety introduces a vulnerability to stress. J Neurosci, 2015.
Zhong W. et al. The neuropeptide landscape of human prefrontal cortex. PNAS, 2022.
Trapp S. et al. Brain GLP 1 and the regulation of food intake. Br J Pharmacol.
Tongta S. et al. Neurobiological mechanisms and therapeutic potential of GLP 1 receptor agonists. Int J Mol Sci.
Wattiez A.S. et al. CGRP and migraine. Curr Opin Neurol, 2020.
Kamm K. et al. CGRP and migraine: what have we learned from CGRP monoclonal antibodies. Front Neurol, 2022.
Greco R. et al. Antagonism of CGRP receptor: central and peripheral mechanisms. Cells, 2022.
Frimpong-Manson K. et al. Advances in understanding migraine pathophysiology. Front Mol Neurosci, 2024.


Этот обзор носит исключительно информационный характер и не является руководством к применению каких‑либо веществ. При подозрении на интоксикацию или отмену следует немедленно обращаться за экстренной медицинской помощью. Мы рекомендуем соблюдать законодательства любых стран мира! Автор не имеет конфликта интересов, статья подготовлена на основе открытых данных и рецензируемых публикаций, перечисленных по ходу текста или собраны в конце статьи. Этот материал был создан с использованием нескольких редакционных инструментов, включая искусственный интеллект, как часть процесса. Редакторы-люди проверяли этот контент перед публикацией.
Нажимай на изображение ниже, там ты найдешь все информационные ресурсы A&N
 

Похожие темы

Потенциал нейропептидов лучше всего описала пионерка в этой области Кэндис Перт, которая красноречиво заявила: «Когда наши чувства меняются, эта смесь пептидов распространяется по всему вашему телу и вашему мозгу. И они буквально меняют химический состав каждой клетки вашего тела». *Общая...
Ответы
13
Просмотры
Говоря «болезнь‑прототип» вампиризма, мы не ищем одну‑единственную нозологию, которая «объяснит» всю легенду. Исторический вампир - это конструкт на стыке эпидемий, судебно‑медицинской грамотности своего времени, психиатрических феноменов и природных процессов разложения тел. Но есть несколько...
Ответы
2
Просмотры
826
Это вводная статья для общего понимания современного понимания функций сновидений, она не претендует на детализацию, коротко в качестве первого знакомства. Сновидения давно перестали быть темой только для мистики или психоаналитических трактовок. Современная нейробиология рассматривает их как...
Ответы
0
Просмотры
460
Этот текст про то, как в мире науки и общественного здоровья изучают новые психоактивные вещества, которые в быту часто называют research chemicals или NPS. Мы говорим про определения, про то как работает раннее предупреждение, про лабораторные методы, токсикологию и клинику, про юридические и...
Ответы
4
Просмотры
555
Крионика - это практика посмертного сохранения тела или только головы человека при криогенных температурах с расчётом на то, что в отдалённом будущем появятся технологии, способные восстановить повреждения, устранить причину смерти и вернуть функции, которые делают человека тем же человеком...
Ответы
0
Просмотры
304
Назад
Сверху Снизу